Учебное пособие задания на контрольную работу с методическими указаниями для студентов 1 курса направления: 20. 03. 01 (280700. 62) «Техносферная безопасность»
Скачать 1.71 Mb.
|
Пример 5. Сколько граммов CaSО4 содержится в 1 м3 воды, если ее жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 мг-экв/л? Решение Мольная масса CaSО4 136,14 г/моль; эквивалентная масса равна 136,14/2=68,07 г/моль. В 1 м3 воды жесткостью 4 мг-экв/л содержится 4•1000= 4000 мг-экв, или 400068,07=272280 мг = 272,280 г CaSО4. Пример 6.. Для устранения общей жесткости по известково-содовому методу к 50 л воды добавлено 7,4 г Ca(OH)2 и 5,3 г Na2CO3. Рассчитайте временную и постоянную жесткость воды. Решение. Добавление к воде Ca(OH)2 может устранить временную жесткость, а добавление Na2CO3 – постоянную жесткость. При добавлении этих реагентов к воде происходят следующие химические реакции: Me(HCO3)2 + Ca(OH)2 = MeCO3 + CaCO3 + 2H2O Me(NO3)2 + Na2CO3 = MeCO3 + 2NaNO3 (Me2+: Ca2+, Mg2+, Fe2+ и др.) Временная жесткость воды Жвр измеряется числом миллиграмм-эквивалентов гидроксида кальция, участвующего в реакции, а постоянная жесткость Жпост – числом миллиграмм-эквивалентов карбоната натрия: Жвр = mCa(OH)2/(ЭCa(OH)2 V); Жпост = mNa2CO3/(ЭNa2CO3V); ЭCa(OH)2 = М/2 = 74,09/2 = 37,04 г/моль; ЭNa2CO3 = М/2 = 106,00/2 = 53,00 г/моль; Жвр = 7400/(37,0450) = 4 мг-экв/л; Жпост = 5300/(53,0050) = 2 мг-экв/л. Общая жесткость воды равна Жобщ = Жвр + Жпост = 4 + 2 = 6 мг-экв/л (вода средней жесткости). Пример 7. Вычислите жесткость воды, зная, что в 500 л ее содержится 202,5 г Са (НСО3)2. Решение В 1 л воды содержится 202,5: 500=0,405 г Са (НСО3)2, что составляет 0,405: 81 = 0,005 эквивалентных масс или 5 мг - экв/л (81 г/моль - эквивалентная масса Са (НСО3)2). Следовательно, жесткость воды 5 мг - экв/л. Контрольные задания 168. На титрование 100 мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция, израсходовано 2.5 мл 0.12 н раствора соляной кислоты. Рассчитайте жесткость воды.(Ответ:3 мг-экв.) 169. Сколько граммов соды (карбоната натрия) надо прибавить к 10 л воды, чтобы устранить ее общую жесткость, равную 4.64 мг-экв?(Ответ: 2.46г) 170 Вычислите постоянную жесткость воды, зная, что для удаления ионов кальция, содержащихся в 50 л воды, потребовалось прибавить 10.8 г безводной буры Na2B4O7. (Ответ: 2.14 мг-экв.) 172. Определите жесткость воды, если для ее устранения к 100 л воды потребовалось прибавить 15.9 г соды (карбоната натрия)? 173. Вычислите временную жесткость воды, зная что, на реакцию с гидрокарбонатом, содержащимся в 100 мл этой воды, израсходовано 5 мл 0.1 н раствора соляной кислоты. 174. Вычислите постоянную жесткость воды. Зная. что для удаления ионов кальция, содержащихся в 150 л этой воды, потребовалось прибавить 16.8 г безводной буры Na2B4O7 175.Вычислите общую жесткость воды, содержащей в 1 литре 42 мг ионов магния и 112 мг ионов кальция. 176. какова временная жесткость воды, в литре которой содержится 0.146 г гидрокарбоната магния? 177. Жесткость воды, содержащей только гидрокарбонат кальция, равна 1.785 мг-экв. Определите количество гидрокарбоната в литре этой воды. 178. Сколько граммов гашеной извести Ca(OH)2надо прибавить к 1000л воды, чтобы устранить ее временную жесткость, равную 2.86 мг-экв.? 179. Присутствие каких солей обусловливает жесткость природной воды? Как можно устранить карбонатную и некарбонатную жесткость воды? Рассчитайте сколько граммов Са(НСО3)2 содержится в 1м3 воды, жесткость которой равна 3 мг-экв/л.( Ответ: 243г.) 180. Определите карбонатную жесткость воды, в 1л которой содержится по 100 мг Са(НСО3)2, Mg(HCO3)2 и Fe(HCO3)2.( Ответ: 3,724мг-экв/л.) 181. В каких единицах выражается жесткость воды. Чему равна жесткость воды, в 10 л которой содержится 6 г CaCl2. ( Ответ: 10,81 мг-экв/л.) 182. Чему равна жесткость воды, если для ее устранения к 100 л воды необходимо добавить 15,9 г соды? ( Ответ: 3 мг-экв/л.) 183. Сколько гашеной извести необходимо прибавить к 1 м3 воды, чтобы устранить ее временную жесткость, равную 7,2 мг-экв/л? ( Ответ: 266,4 г. ) 184. Временная жесткость воды равна 5 мг-экв/л. Вычислить, какое количество Са(НСО3)2 содержится в 5 л этой воды? ( Ответ: 2,025г.) 185. Устранение временной жесткости 100 л воды, вызванной присутствием Mg(HCO3)2, потребовало 4 г NaOH. Составить уравнение реакции и рассчитать, чему равна жесткость воды. ( Ответ: 1мг-экв/л.) 186. Сколько грамм соды нужно прибавить к 5 м3 воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 2,5 мг-экв/л. ( Ответ: 662,5 г.) 187. Определите жесткость воды, в литре которой содержится 0,324 г гидрокарбоната кальция. Сколько граммов соды нужно прибавить к 2 м3 этой воды для устранения ее жесткости? (Ответ: 4 мг-экв/л; 424 г.) 188. В чем сущность ионитного способа устранения жесткости воды? Рассчитайте жесткость воды, содержащей в 1 л 0,005 моля гидрокарбоната кальция. ( Ответ: 10 мг-экв/л. ) 189. Определите жесткость воды, в 100 л которой содержится 14,632 г гидрокарбоната магния? ( Ответ: 2 мг-экв/л.) 190. Какие химические реакции пройдут при кипячении жесткой воды, содержащей гидрокарбонат кальция и при прибавлении к ней: а) соды, б) гидроксида натрия? Вычислите жесткость воды, если для ее устранения необходимо было к 50 л воды прибавить 10,8 г безводной буры Na2B4O7. (Ответ: 2,14 мг-экв/л.)  191. Жесткая вода содержит в литре 50 мг Са(НСО3)2 и 15 мг CaSO4. Сколько граммов карбоната натрия потребуется для устранения жесткости 1 м3 этой воды? ( Ответ: 445,2 г.) 192. Сколько граммов соды нужно добавить к 200 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 3,8 мг-экв/л? ( Ответ: 40,28 г.) 193. Некарбонатная жесткость воды равна 3,18 мг-экв/л. Сколько ортофосфата натрия нужно взять, чтобы устранить жесткость этой воды? ( Ответ: 173,86 мг.) 194. Один литр воды содержит 48,6 мг гидрокарбоната кальция и 29,6 мг сульфата магния. Какое количество Ca2+ и Mg2+ cодержится в литре воды? Чему равна общая жесткость воды? ( Ответ: 0,610-3 моль/л; 0,410-2 моль/л.) 195. Какую массу гашеной извести надо прибавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее временную жесткость, равную 4,43 мг-экв/л? ( Ответ: 0,41 г.) 196. Для умягчения 100 л воды потребовалось 12,72 г Na2CO3. Чему равна жесткость воды? (Ответ: 2,4 мг-экв/л.) 197. Общая жесткость воды равна 6,52 мг-экв/л, а временная - 3,32 мг-экв/л. Какую массу Са(ОН)2 и Na3PO4 нужно добавить, чтобы устранить жесткость 5 л воды? ( Ответ: 0,61 г; 0,85 г.) 198. Некарбонатная жесткость воды равна 3,18 мг-экв/л. Какую массу Na3PO4 нужно добавить, чтобы умягчить 1 м3 воды? ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ Взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабых электролитов, называют гидролизом. Степень гидролиза - отношение числа гидролизованных молекул к общему числу растворённых молекул. Степень гидролиза зависит от природы соли, концентрации раствора, температуры. При разбавлении раствора, повышении его температуры степень гидролиза увеличивается. Константа гидролиза характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу. Различают две формы гидролиза: ступенчатый (частичный) и полный гидролиз. Любая соль может быть рассмотрена как продукт взаимодействия основания с кислотой. Основания и кислоты бывают сильными или слабыми. С этой точки зрения все соли можно разделить на 4 группы. 1. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой Такие соли гидролизу не подвергаются. Растворы их нейтральны (рН = 7,0), так как катионы и анионы этих солей не связываются с ионами Н+ или ОН" воды, т. е. не образуют с ними молекул слабых электролитов. 2. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой Подвергаются гидролизу по аниону, растворы имеют щелочную реакцию (рН> 7). Эти соли образованы катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, который связывает катион водорода Н+ молекулы воды, образуя слабый электролит (кислоту). Na2S + Н2О ↔5 NaOH + NaHS 2Na+ + S2- + НОН ↔ Na+ +OH- + Na+ + HS- S2- + HOH ↔ OH- + HS- Кгидр = Кв / KK , где Кгидр - константа гидролиза соли; Кв – ионное произведение воды, равное 1x10-14; KK - константа диссоциации кислоты. h гидр = (Кв / (Кк Сс )) 1/2 , где h гидр - степень гидролиза соли; Сс -концентрация соли, моль/л. 3. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой подвергаются гидролизу по катиону, растворы имеют кислую реакцию (рН < 7). Эти соли образованы катионом слабого основания и анионом сильной кислоты. Катион соли связывает гидроксид-ион ОН- воды, образуя слабый электролит (основание). NH4C1 + Н2О ↔ NH4OH + HCl NH4+ + Сl- + НОН ↔ NH4OH + H+ + Cl- NH4+ + НОН ↔ NH4OH + H+ К гидр = Кв /К0, где Кгидр - константа гидролиза; Кв - ионное произведение воды, равное Ix10-14; K0 - константа диссоциации основания. h гидр = (Kв / (К0 Сс )) , где h гидр - степень гидролиза соли; Сс - концентрация соли, моль/л. 4. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой Подвергаются гидролизу и по катиону, и по аниону (подвергаются полному гидролизу). Эти соли разлагаются водой с образованием слабых электролитов (слабого основания и слабой кислоты). Реакция растворов этих солей может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной. Это зависит от констант диссоциации слабой кислоты и слабого основания, которые образуются в результате гидролиза. CH3COONH4 + Н2O ↔ СНзСООН + NH4OH СН3СОО- + NH4+ + НОН ↔ СН3СООН + NH4OH Кгидр = Кв / (К0 Kк) , где Кгидр - константа гидролиза; Кв – ионное произведение воды, равное 1x10-14; K0 - константа диссоциации основания; Кк - константа диссоциации кислоты. hгидр = (Кв / (К0 Кк))1/2 , где hгидр - степень гидролиза соли. Примеры решения задач Пример 1. Составление молекулярного и молекулярно- ионного уравнений гидролиза соли сильной кислоты и слабого основания. Напишите молекулярные и молекулярно-ионные уравнения гидролиза солей: а) нитрата аммония; б) хлорида алюминия. Решение: а) при растворении в воде кристаллическая соль нитрата аммония диссоциирует: NH4NO3 = NH +4 + NO -3. При составлении уравнений гидролиза в первую очередь необходимо определить ионы соли, cвязывающие ионы воды в малодиссоциирующее соединение, т.е. ионы, обусловливающие гидролиз. В данном случае ионы NH +4 связывают ионы ОН , образуя молекулы слабого основания NH4OH, что выражается следующим молекулярно-ионным уравнением гидролиза: NH+4 + HOH = NH4OH +H+. Уравнение гидролиза в ионной форме: NH4NO3 + HOH = NH4OH +HNO3. Избыток ионов Н + в растворе дает кислую реакцию среды, т.е. рН<7. б) При гидролизе соли AlCl3 ион А l 3+ cоединяется с ионами ОН - ступенчато, образуя гидроксо-ионы (Al OH)2, [Al (OH)2] + и молекулы Al(OH)3. Практически гидролиз соли ограничивается первой ступенью: Al3+ + HOH = (AlOH) 2+ + H +. В данном случае продуктами гидролиза являются основная соль и кислота: AlCl3 + HOH = AlOHCl2 + HCl. Реакция раствора кислая, pH< 7. Пример 2. Составление молекулярного и молекулярно-ионного уравнений гидролиза соли сильного основания и слабой кислоты. Составьте молекулярные и молекулярно-ионные уравнения гидролиза солей: а) СН3СООК; б) Na2CO3. Решение: а) гидролиз соли СН3СООК обусловливают ионы СН3СОО-, связывая катионы Н + в слабодиссоциирующее соединение - уксусную кислоту: CH3COO - + HOH = CH3COOH + OH-. В молекулярной форме: CH3COOK + HOH = CH3COOH + KOH. Реакция раствора щелочная: рН > 7; б) гидролиз соли Na2CO3 практически ограничивается первой ступенью: продукты гидролиза - кислая соль и основание: Na2CO3 + HOH = NaHCO3 + NaOH; CO2-3 + HOH = HCO -3 + OH -. Реакция раствора щелочная: рН> 7. Пример 3. Составление молекулярного уравнения гидролиза соли слабого основания и слабой кислоты. Напишите молекулярное уравнение гидролиза соли СН3СООNH4. Решение: Ионы соли СН3СОО - и NH+4 взаимодействуют с ионами воды, образуя малодиссоциирующие соединения СН3СООН и NH4OH. Cоль гидролизуется полностью: CH3COONH4 + HOH = CH3COOH + NH4OH. Реакция среды близка к нейтральной. Пример 4. Составление уравнений реакций взаимодействия при смешении растворов солей, взаимно усиливающих гидролиз. Составьте уравнение реакции, происходящей при смешении растворов солей Fe(NO3)3 и K2CO3. Решение: В растворе нитрата железа (Ш) гидролиз обусловливает катион Fe3+: Fe3+ + HOH = Fe(OH)2+ + H +, а в растворе карбоната калия – анион СО2-3: CO2-3 + HOH = HCO-3 + OH-. Гидролиз этих солей обычно ограничивается первой ступенью. При смешении этих солей ионы Н+ и ОН- взаимодействуют, образуя молекулы слабого электролита Н2О, который уходит из сферы реакции. Это приводит к тому, что усиливается гидролиз каждой из солей до образования Fe(OH)3 и СО2: 2 Fe(NO3)3 + 3 K2CO3 + 3 H2O = 2Fe(OH)3 ↓ + 3 CO2 ↑ + 6 KNO3. Контрольные задания 199. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) бромида цинка; б) ортофосфата натрия. 200. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) сульфата меди (II); б) карбоната натрия. 201. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) сульфата железа (III); б) хлорида меди (II). 202. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) нитрата свинца (II); б) хлорида алюминия. 203. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) сульфата никеля; б) нитрита калия. 204. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) нитрата меди (II); б) сульфата алюминия. 205. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) сульфида кальция; б) сульфата аммония. 206. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) сульфита калия. б) нитрата алюминия. 260. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) йодида аммония. б) сульфата цинка. 207. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) карбоната лития; б) нитрата хрома (II). 208. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) нитрата никеля; б) ортофосфата калия. 209. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) сульфата хрома (III); б) нитрита калия. 210. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) хлорида алюминия; б) сульфата никеля. 211. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) хлорида железа (III); б) нитрата марганца (II). 212. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) нитрата цинка; б) ацетата бария. 213. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей: а) сульфида алюминия; б) силиката калия. 214. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: карбонат натрия или сульфит натрия? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей. 215. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: хлорид железа (II) или хлорид железа (III)? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей. 216. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: хлорид магния или хлорид цинка? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей. 217. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: цианид натрия или гипохлорит натрия? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей. 218. Составьте ионные и молекулярные уравнения реакций, протекающих при смешивании растворов хлорида хрома (III) и карбоната калия, учитывая, что гидролиз доходит до конца. 219. При добавлении к раствору силиката калия раствора сульфата аммония образуется осадок. Напишите соответствующие уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. 220. При смешивании растворов сульфата хрома (III) и сульфида натрия образуется осадок гидроксида хрома (III). Напишите соответствующие уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. 221. Составьте ионные и молекулярные уравнения реакций, протекающих при смешивании растворов нитрата железа (III) и сульфида калия, учитывая, что гидролиз доходит до конца. 222. Составьте ионные и молекулярные уравнения реакций, протекающих при смешивании растворов сульфата алюминия и карбоната натрия, учитывая, что гидролиз доходит до конца. 223. Вычислить константу и степень гидролиза соли хлорида цинка по первой ступени в растворе концентрации 0,5 моль/л. 224. Вычислить степень гидролиза ацетата натрия в 0,2 М растворе. 225. Вычислить константу и степень гидролиза хлорида аммония в 0,01 М растворе. 226.При смешивании растворов хлорида алюминия и карбрната калия каждая из солей гидролизуется до конца. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций. 227.Почему растворы кислых солей карбоната натрия и гидрокарбоната натрия имеют различные значения рН? 228.Какая из солей при равных условиях в большей степени подвергаются гидролизу: гидрокарбонат натрия или карбонат натрия? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза этих солей. 229.К раствору сульфата алюминия добавили: а) соляную кислоту, б) гидроксид натрия, в) нитрат меди, г) сульфит калия. В каких случаях гидролиз сульфата алюминия усилится? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза этих солей. 230.Какие из солей подвергаются гидролизу: бромид кальция, сульфит кальция, хлорид кальция , карбонат кальция? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза этих солей. Определите значения рН(>7<) имеют растворы этих солей? 231. Какая из солей при равных условиях в большей степени подвергаются гидролизу: гидрофосфат калия или дигидрофосфат калия? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза этих солей. |
Похожие:
 | ... |  | Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, обучающихся по направлению подготовки 43. 03. 03 Гостиничное дело.... |
| Ефремов С. В., Струйков г в. Оформление учебных документов для направления подготовки высшего образования «Техносферная безопасность».... | | Учебное пособие предназначено для студентов специальности 280102. 65 «Безопасность технологических процессов и производств» очной... |
| Разработано учебное пособие в соответствии с требованиями Программы дисциплины английский язык для направления 080 100. 62 «Экономика»... | | Данное учебное пособие прнедназначено для студентов 1 курса миу и является первой частью пособия по общему языку |
| Специальные дисциплины по магистерской программе «Экологический менеджмент в горном производстве» | | Учебное пособие предназначено для студентов педагогических вузов, изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности» |
| Требования к уровню подготовки, необходимому для освоения программы подготовки бакалавра 5 | | Программа разработана в соответствии с фгос впо по направлению 280700 «Техносферная безопасность» и примерной учебной программы представленной... |